作者:柴春燕,宋绪忠,徐绍清,郑金土
来源:《现代园艺·下半月园林版》 2015年第7期
柴春燕1
宋绪忠2
徐绍清1
郑金土3
(1 浙江省慈溪市林特技术推广中心,浙江
慈溪
315300;2 浙江省林业科学研究院,浙江
杭州
310023;
3 宁波市林特科技推广中心,浙江
宁波
315012)
摘 要:从20世纪80年代开始,我国南方相当部分的杨梅园土壤酸化现象日益严重,已在一定程度上影响了杨梅产业的健康发展,控制杨梅园土壤酸化便成为目前需要解决的重要难题。本文对杨梅园土壤酸化的成因及危害进行了分析,并提出了现阶段切实可行的改良措施。
关键词:杨梅;果园;土壤酸化;pH值;改良
杨梅(Myricarubra)是我国南方的特产珍果,是浙江省最具优势的特色水果。杨梅树四季常绿、枝繁叶茂、生长旺盛,经济寿命长,适应性强,是优良的经济生态兼用树种[1]。但近几十年,由于人为与环境因素的综合影响,相当部分果园土壤退化比较严重[2]。而我国南方杨梅园绝大部分建在丘陵山区,土壤本身偏酸性,雨水又多,土壤酸化现象更加严重,已成为南方山地土壤退化的主要原因之一。土壤酸化不仅加速大量营养元素流失,造成土壤肥力下降,而且促进铝(Al)、锰(Mn)等有毒金属元素的活化而毒害杨梅根系,减弱树势,导致病虫害频发,影响果品质量,从而对我国杨梅生产、生态环境和人类健康构成一定的威胁。
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杨梅园土壤酸化的主要原因
自然的土壤酸化本来是一个相对缓慢的过程,它是由土壤中动植物呼吸作用产生形成的碳酸(H2CO3),动植物残体经微生物分解产生的有机酸等引起的一个持续不断的缓慢过程。而我国近30年来突飞猛进的工业化进程,高投入的集约化农业生产以及遭受重创的生态环境,大大
加速了土壤的酸化进程[3、4]。通过实地调查及对相关资料的查阅,笔者认为,我国杨梅园土壤酸化的主要原因有以下几个方面:
1.1 酸沉降
酸沉降是指煤、石油或天然气的燃烧及汽车尾气排放过程中产生的二氧化硫(SO2)和氧化亚氮(N2O)等硫(S)和氮(N)的化合物,经过扩散、降水或重力作用等过程降落到地面的现象[5],其中酸雨是酸沉降的主要形式。我国是世界第三大酸雨区,具有区域性强、频率高及酸性强等分布特征[6]。我国主要有华中、华南和华东沿海酸雨区,而南方绝大部分杨梅园就分布在这3个酸雨区,其中华中酸雨区成为全国酸雨污染最严重地区,中心年平均降水pH值低于4.0,酸度频率最高达90%以上,而华南和华东沿海酸雨区年平均降水pH值低于4.5[7]。如江苏省南部的东山、无锡和吕泗为2个重酸雨区中心,其酸雨频率均在90%以上,降水年均pH值低于4.44,符合强酸雨的标准[8]。这些酸雨渗入土壤,降低了土壤的pH值,使土壤酸化。同时,我国南方杨梅主栽区一般雨水较多,降水量大而集中,淋溶作用强烈,钙(Ca)、镁
(Mg)、钾(K)等碱性盐基大量流失,土壤里的氢(H)离子越积越多,导致土壤酸化加剧。
1.2 长期大量使用化肥
长期大量使用化肥是导致杨梅园土壤酸化的一个重要原因。随着生活方式的改变,原先的草木灰、农家肥已不易取得,且杨梅园大多分布在丘陵山地,山高路远,费事费工,很多梅农尤其是体力较差的梅农,就算知道施用有机肥的种种益处,也不愿施用。而化肥轻便省事,肥效又快,因此,近几十年化肥用量越来越多,如早期的三元复合肥、氯化钾(KCl),近期的硫酸钾(K2SO4),杨梅根系吸收后的酸根与土壤中的H离子结合生成酸,导致板结,酸性增强,土壤结构遭到破坏。施用有机肥、草木灰等传统农业措施的缺失,使土壤养分失衡,是造成土壤酸化的原因之一。
1.3 除草剂等农药的过度使用
近年来,除草剂广泛用于杨梅园除草,可以节省大量人力,是倍受广大农民青睐的新型产物。但除草剂在给杨梅生产带来便利的同时,却隐藏着巨大的危害:除草剂在使用过程中,杀伤大量非目标生物,致使大量害虫天敌及其它有益动物死亡,造成生物群体迅速衰减,甚至灭绝,并导致害虫抗药性增强。植物中的除草剂可经过食物链逐级传递并不断蓄积,严重破坏了生态平衡,导致土壤极度疏松,加速水土与碱性盐基的流失,使土壤有机质含量下降,缓冲能力降低,土壤酸化问题加重。同时,在病虫防治过程中过量使用农药,特别对栽培要求较高、抗病虫害能力较差的东魁杨梅品种,梅农为了追求高效益,普遍存在过量使用农药的现象,使得土壤污染,微生物和酶活性降低,微环境遭受破坏,助推了土壤的酸化[9]。
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杨梅园土壤酸化的危害
杨梅适合栽培在土壤pH值5.5~6.5的微酸性红壤或黄壤中。据国家公益性行业(农业)科研专项“杨梅产业化关键技术研究与示范”(编号201203089)委托浙江省农科院土肥所,在2014年对我国主要杨梅产区典型成年杨梅果园45个土壤样品pH值的测定,浙江、福建、广东、江苏、江西、云南、广西和重庆等8个省(市、区)土壤pH均值分别为4.51、4.63、4.67、3.88、4.51、5.19、6.11和6.67。除了工业污染较轻,杨梅产业化程度不高的广西与新发展地区的重庆呈微酸性外,杨梅传统产区的江苏省3个杨梅园的土壤pH均值只有3.88,呈强酸性,其余5省的土壤均呈酸性,且已十分接近pH值小于4.5的强酸性果园临界值。浙江省慈溪市2012年对6个典型成年杨梅园(施化肥)土壤pH值进行了测定,其均值为4.55[10],而30年前的杨梅园土壤pH均值为5.86[11],短短30年间土壤pH值下降了1.31个单位。在
自然条件下,土壤pH值下降1个单位通常需要数百年甚至上千年。我国南方丘陵山区杨梅园的情况大抵如此,且酸化面积还在扩大,土壤酸度还在升高[12]。
2.1 土壤酸化促进土壤有毒元素的释放与活化
土壤酸化加重了Al离子及Mn、铬(Cr)、镉(Cd)等重金属离子的淋失和溶出,多种阳离子被还原吸附在作物的根表,形成一层作物吸收营养的屏障,同时,缺氧环境刺激厌氧微生
物繁殖,产生毒素和有害体,严重污染土壤,大大增加了Mn、Cr、Cd等重金属污染的安全风险。
2.2 土壤酸化影响土壤微生物的生命活力
土壤酸化导致土壤有益微生物数量减少,抑制其生长和活动,从而影响土壤有机质的分解和土壤中碳(C)、N、磷(P)、S的循环。而酸性土壤却十分有利于一些有害微生物种群的生存,造成病菌滋生。同时,有研究成果表明,酸性土壤是植物线虫的天堂,土壤酸化将会加重杨梅根结线虫病(Meloidogynespp.)滋生与蔓延。
2.3 土壤酸化导致土壤肥力下降
土壤酸化影响大量元素的有效性,当pH值小于6.0时,土壤中有效K、Ca、Mg的含量急剧减少;P的固定率直线上升[13]。不仅如此,土壤酸化也影响微量元素的有效性,硼(B)在pH值4.7~6.7的范围内,钼(Mo)在pH值4~8的范围,随pH值的下降,有效性降低,肥力大大下降。
2.4 土壤酸化导致根系生长不良
由于土壤酸化导致土壤肥力下降,土壤板结,不仅影响了土壤微生物的生命活力,而且促进了土壤有毒元素的释放与活化,造成杨梅根部窒息,根系生长不良,加重了杨梅凋萎病
(Pestalotiopsiseriobotryfolia)、根腐病(Botryosphaeriadothidea)等病害的发生,且控制困难,影响树体营养生长和生殖生长,从而影响果品的产量与品质。
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杨梅园土壤酸化的改良方法
已酸化的土壤很难通过自身作用得以恢复,必须通过一定的人工方法加以改良,目前主要改良方法有以下几种:
3.1 增施有机肥和生理碱性肥料
土壤中有机质的增加既可以改良土壤结构,提高土壤肥力,又能提高土壤的缓冲能力,使土壤pH值保持相对稳定,防止土壤酸化,因此,增施有机肥是降低杨梅园土壤酸化、培肥地力的有效途径。草木灰和焦泥灰等生理碱性肥料富含K和Ca,不仅能降低土壤酸度,还可补充K、P、Ca、Mg和一些微量元素[14]。每年于11~12月份增施有机肥和生理碱性肥料,种类以草木灰、焦泥灰、向日葵杆灰、羊粪、兔粪、菜籽饼等为宜。杨梅传统产区的浙江省慈溪市,人工栽培历史在2000年以上。当地的梅农有2句农谚“采后一斗灰”和“杨梅要好,羊粪拌灰”,充分显示了老祖宗的智慧。灰的主要成分是碳酸钾(K2CO3),是生理碱性肥,既满足了杨梅树对于K肥的需求,又巧妙中和了土壤的缓慢自然酸化,因此,千百年来土壤酸碱度基本稳定,百年以上的杨梅大树生长依旧十分健壮。
3.2 施用生石灰
生石灰(CaO)在传统农业中应用较为广泛,是经济、便捷的酸性土壤改良剂。施用生石灰可以中和酸性土壤中的活性酸和潜在酸,缓解Al毒,增加土壤中的Ca含量及土壤酶活性[15]。
施用生石灰应注意以下几点:①生石灰施用前处理:用优质的成块生石灰,使其自然吸潮,粉化后过筛使用。②施用时间:于每年冬春季撒施于树盘内,单独使用。③用量:生石灰的用量每年每次以不超过750kg/hm2为宜。不能长期、过量使用石灰。有研究发现:频繁地通过施用石灰来调节土壤的酸度可能会加剧酸化[16]。因为施用石灰增加了碳酸氢根(HCO3-)活度,加速了有机质的分解,而且由于石灰溶解度小,移动性差,引起土壤结构破坏而板结,导致土壤地力下降。另外,施用石灰后有复酸化过程,即石灰的碱性消耗后土壤再次酸化,且酸化过程比施用前有所加剧[17]。因此,改良土壤酸化不能单纯施用生石灰,必须以增施有机肥和草木灰等生理碱性肥料为基础。
3.3 倡导自然生草,推广机械割草
自然生草不仅有利于保持杨梅园良好的生态环境,减轻病虫害的发生,减少夏季高温等不良环境的影响,缓解大雨对土壤的冲刷,而且还可以作为有机肥改良土壤。严禁使用除草剂,推广应用割灌(草)机割草,效率大幅提高,且可降低人工成本及劳动强度。具体方法:比较贫瘠的砂石山杨梅园,每年仅在杨梅采收前用割灌机割1次草;土壤比较肥沃的杨梅园,可在每年的11月结合冬季清园再割1次草,割下的柴草实际上就是地面覆草了。通过自然生草及推广机械割草等系列措施,提高了杨梅园土壤质量,改良了土壤酸化。从2008年开始,浙江慈溪开始推广此项技术,取得了良好的效果,不仅杨梅园土壤质量有所改良,而且使杨梅病虫害控制在自然修复范围内,杨梅品质显著提高。
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展望
控制土壤酸化是一项长期而艰巨的工作,今后还需各方努力。政府应加大监管力度,限制工业污染的排放,从源头上控制酸沉降,应加强对农技干部与梅农的培训,提高他们的土壤养护意识。梅农应根据土壤肥力情况及杨梅的需肥规律进行测土配方施肥,减少化肥尤其是N肥的施用,防止土壤的酸化。同时,涉农企业应研发适合杨梅需肥特点的新型实用肥料,如生物炭有机肥、微生物肥、生物碱肥等,对上述新型实用肥料的使用,政府可制定奖励政策加以引导。研究适合山地施肥的省力化机械,或省力化施肥方式,降低梅农的劳动强度。
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(责任编辑 王曼)
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